Informe Laboratorio 1 CI5503 Tecnología del Hormigón Integrantes Daniel Carvajal Marie Lubert Nicolás Núñez Profesor Federico Delfin Fecha de realización 29/05/2013 Fecha de entrega 04/04/2013 Informe Laboratorio 1 Tecnología del Hormigón - Daniel CARVAJAL – Nicolás NUÑEZ – Marie LUBERT 1. Introducción El objetivo del laboratorio n°1 del 4 abril 2013 está en observar la hidratación térmica de variaciones de temperatura de 6 pastas de cemento de distintas composiciones y su trabajabilidad correspondiente. La temperatura de la mezcla ha sido medida cada 20 minutos desde el momento de mezcla del polvo de cemento con el agua. Para medir el fraguado, se han efectuado ensayos Vicat permitiendo medir los tiempos de fraguado inicial y final, cuando ha sido posible. Todos los ensayos y la fabricación de los morteros se han hecho según las normas siguientes: - NCh0148-1968 - NCh0158-1967 - NCh0161-1969 2. Presentación de los 6 tipos de cemento estudiados Número Componentes 1 Cal hidráulica 100% 500 Cal hidráulica 30% Escoria 70% Cal hidráulica 30% Puzolana 70% 150 350 150 350 Portland puro 500 Portland 70% Ceniza 30% Portland 70% Puzolana 30% 350 150 350 150 2 3 4 5 6 Aglomerante [g] Agua [mL] 230 190 175 147 169 160 Tabla 2.1. Dosificaciones de los tipos de cemento. Se utilizan cantidades de agua distintas porque no todos los aglomerantes reaccionan de la misma forma con el agua. También cuando el cemento tiene mayor finura, se necesita más agua para alcanzar su consistencia normal. En efecto, el ensayo Vicat para medir tiempos de fraguado se debe hacer en pasta de consistencia normal. 2 Informe Laboratorio 1 Tecnología del Hormigón - Daniel CARVAJAL – Nicolás NUÑEZ – Marie LUBERT La norma NCh0148 da las definiciones de varios componentes: - - - Puzolana: Es un material silíceo-aluminoso que aunque no posee propiedades aglomerantes por sí solo, las desarrolla cuando esta finamente dividido y en presencia de agua, por reacción química con hidróxido de calcio a la temperatura ambiente. Portland: Es el producto que se obtiene de la molienda conjunta de clinker (producto que está constituido principalmente por silicatos cálcicos) y yeso y que pueda aceptar hasta 3% de materias extrañas, excluido el sulfato de calcio hidratado. Escoria: es el producto que se obtiene por enfriamiento brusco de la masa fundida no metálica que resulta en el tratamiento de mineral de hierro en un alto horno. Este producto tiene como constituyentes principales silicatos y silico-aluminatos de calcio y su composición química es tal que cumple con el siguiente requisito: 3. Fabricación del hormigón y ensayo Vicat (según normas) La mezcladora utilizada para mezclar el cemento con el agua está compuesta de un recipiente de acero inoxidable de 5 ¾ L aproximadamente y de accionamiento eléctrico, en conformidad con la norma NCh0158. Sus dimensiones también están dadas en la misma norma. Según la norma NCh0158, la mezcla se efectúa del siguiente modo: - - Estando el mezclador en posición de partida se verterá el agua en el recipiente y a continuación se agregará el cemento. Se pondrá en marcha el mezclador a la velocidad lenta. Después de 1min, se cambiará a velocidad rápida que se mantendrá durante 30s. Se detendrá el mezclador durante 1min30s. En los primeros 15s, se raspara el mortero adherido a la pared del recipiente con una espátula de goma o plástico no atacable empujándola hacia el fundo. Después se tapara el recipiente por el tiempo restante (1mn15s). Se pondrá en marcha el mezclador con la velocidad rápida durante 1min. Para el ensayo de fraguado, se hace una probeta por cada cemento estudiado. Las probetas se sumergirán en posición vertical en agua detenida, saturada en cal a 23°C ± 2°C hasta el momento del ensayo (curado en cámara húmeda). El ensayo Vicat se hace cada 20 min para medir el tiempo de inicio de fraguado y el tiempo de fraguado final. Este ensayo consiste en bajar una aguja en la pasta de cemento. El tiempo de inicio de fraguado es el tiempo entre la confección mezcla y el momento donde se hunde a 4 mm del fondo de la probeta. El tiempo de fraguado final es entre la confección de la mezcla y el momento donde aguja no puede hundirse en la pasta. 3 Informe Laboratorio 1 Tecnología del Hormigón - Daniel CARVAJAL – Nicolás NUÑEZ – Marie LUBERT 4. Resultados y análisis 4.1. Temperaturas Las tablas siguientes presentan las medidas de temperaturas del grupo A y del grupo B. 1 2 3 4 5 6 Cal hidráulica 100% Cal hidráulica 30% Escoria 70% Cal hidráulica 30% Puzolana 70% Portland puro Portland 70% Ceniza 30% Portland 70% Puzolana 30% Hora Temperatura [˚C] Hora Temperatura [˚C] Hora Temperatura [˚C] Hora Temperatura [˚C] Hora Temperatura [˚C] Hora Temperatura [˚C] T1 14:52 22,8 15:00 21,5 15:08 23 14:25 25 14:35 24 14:43 25 T2 15:12 23 15:20 22,8 15:28 22,4 14:45 26,5 14:55 24,6 15:03 25,3 T3 15:32 23,5 15:40 23 15:48 23,3 15:05 25 15:15 24,8 15:23 25 T4 15:52 23,5 16:00 23,9 15:25 25 15:35 24,8 14:43 23,5 T5 15:45 25 15:55 24,9 - T4 15:26 23,1 15:32 22,8 15:39 23,3 15:46 23,8 15:52 24,4 15:56 25 T5 15:46 23 15:52 22,8 15:59 23,7 - Tabla 1: Resultados de temperaturas del grupo A. 1 2 3 4 5 6 Cal hidráulica 100% Cal hidráulica 30% Escoria 70% Cal hidráulica 30% Puzolana 70% Portland puro Portland 70% Ceniza 30% Portland 70% Puzolana 30% Hora Temperatura [˚C] Hora Temperatura [˚C] Hora Temperatura [˚C] Hora Temperatura [˚C] Hora Temperatura [˚C] Hora Temperatura [˚C] T1 14:26 23,1 14:32 22,8 14:39 23,5 14:46 24,8 14:52 24,8 14:56 24,2 T2 14:46 23 14:52 22,9 14:59 23,3 15:06 24,8 15:12 24,6 15:16 24,8 T3 15:06 22,7 15:12 22,3 15:19 23,2 15:26 24 15:32 24,5 15:36 24,7 Tabla 2 : Resultados de temperaturas del grupo B. Con estas medidas podemos hacer curvas de temperatura en función del tiempo para cada pasta de cemento. 4 Informe Laboratorio 1 Tecnología del Hormigón - Daniel CARVAJAL – Nicolás NUÑEZ – Marie LUBERT Grafico 1 : Evolución de la temperatura en función del tiempo para la Cal hidráulica (grupo A y B) Grafico 2 : Evolución de la temperatura en función del tiempo para la mezcla Cal hidráulica 30%/Escoria 70% (grupo A y B) 5 Informe Laboratorio 1 Tecnología del Hormigón - Daniel CARVAJAL – Nicolás NUÑEZ – Marie LUBERT Grafico 3 : Evolución de la temperatura en función del tiempo para la mezcla Cal hidráulica 30%/Puzzolana 70% (grupo A y B) En este caso (grafico 3) la temperatura no sube al principio. Eso puede ser porque el aumento de la temperatura inicial esta muy rápida para ser medida. Grafico 4 : Evolución de la temperatura en función del tiempo para el Portland puro (grupo A y B) 6 Informe Laboratorio 1 Tecnología del Hormigón - Daniel CARVAJAL – Nicolás NUÑEZ – Marie LUBERT Grafico 5 : Evolución de la temperatura en función del tiempo para la mezcla Portland 70%/Ceniza 30% (grupo A y B) Grafico 6 : Evolución de la temperatura en función del tiempo para la mezcla Portland 70%/Puzzolana 30% (grupo A y B) Se puede observar que: - con cemento Portland, la puzolana y la ceniza bajan la temperatura de reacción (gráficos 4, 5 y 6); - con cemento Portland, la puzolana y la ceniza bajan la velocidad de reacción (gráficos 4, 5 y 6); - con cal hidráulica, la escoria baja un poco la temperatura de reacción (gráficos 1 y 2); 7 Informe Laboratorio 1 Tecnología del Hormigón - Daniel CARVAJAL – Nicolás NUÑEZ – Marie LUBERT 4.2. Tiempo de fraguado 1 Tiempo de fraguado inicial (diferencia entre Fraguado inicial y hora de confección de la mezcla) Tiempo de Fraguado Final (diferencia entre Fraguado inicial y hora de confección de la mezcla) Tiempo de fraguado Observaciones 20:10 43:40 23:30 - Cal hidráulica 100% El fraguado inicial llego el jueves en la noche (no fue medido) El fraguado inicial llego el jueves en la noche (no fue medido) Cal hidráulica 30% 2 Escoria 70% - 17:25 - - 17:15 - 01:45 02:25 00:40 - Cal hidráulica 30% 3 4 Puzolana 70% Portland puro 02:55 - - El fraguado final llego el jueves en la noche (no fue medido) 01:52 02:52 01:00 - Portland 70% 5 6 Ceniza 30% Portland 70% Puzolana 30% Tabla 3 : Medidas de tiempos de fraguado del grupo A 1 2 3 4 5 6 Cal hidráulica 100% Cal hidráulica 30% Escoria 70% Cal hidráulica 30% Puzolana 70% Portland puro Portland 70% Ceniza 30% Portland 70% Puzolana 30% Tiempo de fraguado inicial Tiempo de Fraguado Final Tiempo de fraguado Observaciones 43:15 90:45 47:30 - - 17:31 - El fraguado inicial llego el jueves en la noche (no fue medido) - 17:24 - El fraguado inicial llego el jueves en la noche (no fue medido) 02:17 - - El fraguado inicial llego el jueves en la noche (no fue medido) 03:07 - - El fraguado inicial llego el jueves en la noche (no fue medido) 01:56 - - El fraguado inicial llego el jueves en la noche (no fue medido) Tabla 4 : Medidas de tiempos de fraguado del grupo B 8 Informe Laboratorio 1 Tecnología del Hormigón - Daniel CARVAJAL – Nicolás NUÑEZ – Marie LUBERT 5. Conclusiones 9
